1.Soldadurafrecuencias:
Las frecuencias de soldadura típicas van desde el rango de 40 kHz hasta el rango de 15 kHz. Los diversos parámetros de la aplicación determinarán el mejor equipo y frecuencia para lograr una soldadura óptima para las piezas.
Por ejemplo, para conjuntos pequeños y delicados (placas de circuito impreso, componentes microelectrónicos, etc.) con tolerancias estrechas, una frecuencia más alta (por ejemplo, 40 kHz) es más adecuada ya que la presión aplicada y las vibraciones ultrasónicas se pueden minimizar, junto con cualquier marca de Superficies clase A.
La baja frecuencia (por ejemplo, 15 kHz) es adecuada para piezas de tamaño mediano a grande y también permite la soldadura de muchos plásticos más blandos con distancias de campo lejano mayores (más sobre esto a continuación) de lo que a menudo es posible con sistemas de frecuencia más alta.
La frecuencia de 20 kHz es la frecuencia ultrasónica más utilizada para el ensamblaje de plásticos y ofrece la máxima flexibilidad, ya que es adecuada para una amplia gama de aplicaciones y componentes termoplásticos.
2. Consideraciones sobre materiales:
De acuerdo con el principio básico del ensamblaje ultrasónico como se describe anteriormente, los termoplásticos pueden ensamblarse ultrasónicamente porque se funden dentro de un rango de temperatura específico; mientras que los materiales termoendurecibles, que se degradan cuando se calientan, no son adecuados para el ensamblaje ultrasónico.
La soldabilidad de cualquier termoplástico depende de su rigidez o módulo de elasticidad, densidad, coeficiente de fricción, conductividad térmica, calor específico y Tm o Tg.
En general, los plásticos rígidos exhiben excelentes propiedades de soldadura de campo lejano porque transmiten fácilmente energía vibratoria. Los plásticos blandos, que tienen un módulo de elasticidad bajo, atenúan las vibraciones ultrasónicas y, como tales, son más difíciles de soldar.
Al apostar, formar o soldar por puntos, ocurre lo contrario. Generalmente, cuanto más blando es el plástico, más fácil es colocarlo, moldearlo o soldarlo por puntos.
También, por regla general, las resinas se clasifican en amorfas o cristalinas. La energía ultrasónica se transmite fácilmente a través de resinas amorfas, que por lo tanto se prestan fácilmente a la soldadura ultrasónica. Las resinas cristalinas, por otro lado, no transmiten fácilmente energía ultrasónica. Por esta razón, al soldar resinas cristalinas, se deben utilizar niveles de energía y amplitud más altos, y se debe prestar especial atención al diseño de la junta.
Las variables que pueden influir aún más en la soldabilidad son el contenido de humedad, agentes de desmoldeo, lubricantes, plastificantes, agentes de relleno, agentes de refuerzo, pigmentos, retardadores de llama y otros aditivos, junto con el grado de resina real.
Asimismo, es importante determinar el grado de compatibilidad de los materiales que se van a soldar entre sí. Ciertos materiales tienen cierto grado de compatibilidad, pero no todos los grados y composiciones pueden ser compatibles, y algunos no lo son en absoluto.
3. Impacto del diseño conjunto:
Quizás la faceta más crítica de la soldadura ultrasónica es el diseño de juntas (la configuración de dos superficies de contacto). Se debe considerar cuando las piezas a soldar aún se encuentran en la etapa de diseño y luego se incorporan a las piezas moldeadas. Existe una variedad de diseños de juntas, cada uno con características y ventajas específicas. Su selección está determinada por factores como el tipo de plástico, la geometría de la pieza, los requisitos de soldadura, las capacidades de mecanizado y moldeado y la apariencia cosmética.
4. Utillajes y accesorios:
Es difícil exagerar la importancia de las bocinas y los accesorios cuando se trata de lograr una soldadura ultrasónica efectiva.
Solía haber una percepción en la industria de que las bocinas y los accesorios para una aplicación en particular debían ser provistos por el mismo fabricante de cualquier prensa de soldadura que se estuviera utilizando. Hoy en día, los ingenieros entienden que son libres de mezclar y combinar: las mejores herramientas para el trabajo no tienen que llevar el mismo nombre que está en la prensa, siempre que la frecuencia de soldadura coincida.
Las opciones de materiales de fabricación de herramientas incluyen aluminio, titanio, acero endurecido y acero inoxidable. Factores como el tipo de plástico que se va a soldar, el tamaño y la configuración de la junta, la resistencia y / o durabilidad de la soldadura determinarán el mejor material para el trabajo. Por ejemplo, para una mayor longevidad, el acero endurecido podría ser una buena opción.
Un buen diseño de la luminaria también es imperativo. El accesorio tiene dos propósitos principales: alinear las partes debajo del cuerno y apoyar directamente debajo del área de soldadura. Este soporte también incluye reflejar la energía ultrasónica de regreso al plano de soldadura, razón por la cual los accesorios a menudo se mecanizan a partir de metal.
Para mayor resistencia y durabilidad, se puede aplicar revestimiento de carburo o cromado. Los accesorios y herramientas contorneados para piezas de forma irregular se pueden diseñar a medida, junto con dispositivos periféricos para sujetar, sujetar y alinear piezas opuestas. También se pueden construir accesorios segmentados y ajustables para garantizar un ajuste seguro con piezas de plástico moldeadas.
5. Parámetros de soldadura:
Durante el proceso de soldadura en sí, dependiendo del tipo de sistema que se utilice, una variedad de parámetros de soldadura influyen en el resultado. Estos incluyen amplitud / presión, fuerza de disparo y límites de tolerancia, dependiendo de si la soldadura se realiza por tiempo, energía o distancia.
El ajuste de amplitud se utiliza para especificar la amplitud vibratoria. Los ajustes finos de la configuración de amplitud y presión a menudo se pueden realizar en el controlador que alimenta una prensa, mientras que los ajustes importantes se pueden lograr mediante el uso de impulsores y controles de presión.
Los ajustes de presión de la fuerza de activación especifican la presión que se debe alcanzar para activar los ultrasonidos. El ajuste de este parámetro con configuraciones, como temporizadores de retardo, modos de pre-disparo y configuraciones de fuerza / presión, puede afectar el tiempo que las partes están en contacto antes de que el ultrasonido esté realmente encendido.
Ajustes de tiempo, como el tiempo de soldadura (la duración del tiempo durante el cual las vibraciones ultrasónicas se aplican realmente a las piezas) y el tiempo de retención (la duración durante la cual se mantiene la presión para garantizar la unión adecuada de las piezas, después del tiempo de soldadura real y con ultrasonidos apagado para que la soldadura se pueda enfriar), influye aún más en cuándo y durante cuánto tiempo los ultrasonidos deben permanecer encendidos.
Del mismo modo, algunos sistemas permitirán al usuario especificar configuraciones de energía, con límites y un pulso de calibración, por ejemplo, mientras que algunos también permitirán configuraciones de distancia, como incremental, pre-disparo, absoluto y límites.
Como puede verse, muchas partes móviles, por así decirlo, entran en juego durante el proceso de soldadura ultrasónica. La manipulación de estos parámetros puede significar la diferencia entre una soldadura exitosa y una soldadura ineficaz o un cuerno agrietado.